Question

小紅為了確定自己重心的位置，找來小明幫忙，并設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置將一塊木板懸掛起來（摩擦力不計(jì)），在繩子末端的托盤上放一些重物，使木板在水平位置平衡，然后她平躺在木板上，小明在托盤中再加上重為140N的物體后，木板再次在水平位置平衡．在此之前通過測量，她的身高為160cm，質(zhì)量是40kg．
（1）裝置中滑輪的作用是______．
（2）在測定重心之前，“在繩子末端的托盤上放一些重物，使木板在水平位置平衡”，這樣做的目的是______．
（3）請幫小紅通過計(jì)算說明她重心的位置．

Answer 1

【答案】分析：（1）定滑輪的作用是改變力的方向，但不能省力；
（2）在測定重心之前，讓木板在水平位置平衡的目的是消除木板重力對測量重心的影響，因?yàn)榈诙�次還是讓木板在水平位置平衡，即使木板有重量，在托盤中第一次放上的重物已經(jīng)和它平衡了，對第二次的測量不再產(chǎn)生影響；
（3）利用杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，計(jì)算出她重心的位置．
解答：解：（1）裝置中的滑輪是一個(gè)定滑輪，定滑輪的作用是改變力的方向．
故答案為：改變力的方向
（2）因?yàn)槟景灞旧碛兄亓浚�在測定重心之前，在托盤中放上重物，讓木板在水平位置平衡的目的是消除木板重力對測量重心的影響，因?yàn)榈诙�次還是讓木板在水平位置平衡，第一次放在托盤中的重物已經(jīng)和木板的重力平衡了，對第二次的測量不再產(chǎn)生影響．
故答案為：消除木板重力對測量重心的影響
（3）木板可以看作是一個(gè)杠桿，支點(diǎn)為頭頂處的O點(diǎn)．
人的重力：G=mg=40kg×10N/kg=400N
根據(jù)杠桿的平衡條件：FL₁=GL₂
140N×160cm=400N×L₂
∴L₂==56cm
所以小紅重心的位置在距離頭頂（O點(diǎn)）56cm處．
點(diǎn)評：此題考查了：①定滑輪和動滑輪的特點(diǎn)；②杠桿的平衡條件FL₁=GL₂的靈活運(yùn)用；③利用杠桿的平衡條件來進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，在計(jì)算過程中，一定要注意力臂的大小．